초록 ▼

□ 연구개요
본 연구과제는 전기자동차 인휠 구동시스템 구성요소의 열손실 및 물성 데이터베이스를 기반으로 하여, 고효율 분사냉각 기법을 고안하고 이를 적용하여 모터 열관리 기술을 향상시키고자 한다. 고신뢰 열손실 예측을 위한 구동모터 및 감속기의 전자기적-열적 손실을 산정하기 위하여 이론적, 해석적, 실험적 기법이 상호 보완적으로 사용된다. 구동모터 및 감속기에 모터의 중공축을 이용하여 냉각유를 직접 내부분사하고, 이를 통한 충돌효과 및 내부 열적거동 등을 분석하여 고효율 냉각방법을 개발한다. 궁극적으로, 이러한 고성능 냉각방법

□ 연구개요
본 연구과제는 전기자동차 인휠 구동시스템 구성요소의 열손실 및 물성 데이터베이스를 기반으로 하여, 고효율 분사냉각 기법을 고안하고 이를 적용하여 모터 열관리 기술을 향상시키고자 한다. 고신뢰 열손실 예측을 위한 구동모터 및 감속기의 전자기적-열적 손실을 산정하기 위하여 이론적, 해석적, 실험적 기법이 상호 보완적으로 사용된다. 구동모터 및 감속기에 모터의 중공축을 이용하여 냉각유를 직접 내부분사하고, 이를 통한 충돌효과 및 내부 열적거동 등을 분석하여 고효율 냉각방법을 개발한다. 궁극적으로, 이러한 고성능 냉각방법들을 전기자동차 인휠 구동을 위한 열관리 시스템에 적용하고 최적운전조건을 설정하여 시스템 에너지 효율을 증대하는 것을 최종목표로 한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구가 지향하는 최종 목표는 열손실 예측을 기반으로 하여 전기자동차용 인휠구동시스템(모터, 감속기 등)의 고성능 분사냉각 기술과 효율적인 열관리를 위한 해석 모델을 개발하는데 있다.
○ 이론, 실험 및 FEM 해석 기법을 활용한 인휠 구동모듈 운전조건 전범위에서의 열손실(동손, 철손, 기계손 및 감속기손) 산정/정립
○ CFD를 이용한 감속기 포함모델(모터/감속기 통합모델) 및 열전도 실리콘 적용모델(전도+대류 하이브리드 냉각모델) 인휠모터의 열특성 비교 평가/검증/개선
○ 고성능 오일 분사냉각 적용 모터 내 유동/열특성 파악 및 유로 최적 설계안 도출은 전기자동차의 최대 인휠모터 속도를 증가시키는 데 기초 자료 제공/기여
○ 유냉식 인휠모터의 비대칭 LPTN 모델 이용 정상상태 및 동특성 해석을 위한 1D 시뮬레이션 개발

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
인휠 구동시스템 기술은 인휠모터를 적용한 구동시스템을 기반으로 하여 이를 차체에 결합하는 샤시 시스템 개발과 주행 안전성을 향상시킬 수 있는 기술로 아직 전세계적으로 상용화가 되지 않았고, 고성능 냉각(방열)설계 기술이 이 분야의 세계 시장을 선도할 수 있는 핵심기술로 사료된다. 본 연구대상인 전기자동차 인휠 구동시스템은 기계·전기·전자 전공이 융합된 학문분야에 해당되며, 기계 구조 및 소재 분야뿐만 아니라 전기·전자 분야를 일부 포함하여 전동화 부품의 열전달 특성 및 열관리시스템 핵심/응용 관련한 전공 영역을 폭넓게 아우르는 연구주제이다. 연구개발성과의 체계적인 해석적 기법 및 실험을 기반으로 한 열설계/제어 기본/응용/창의적인 능력을 확보하게 될 것이다.
인휠 구동시스템 구성요소의 냉각 분사 및 열적거동 해석 기술은 효율적인 열관리를 통하여 전기자동차의 제한된 공간에서의 성능, 수명, 비용에 부정적인 영향을 주지 않고 소형화 설계가 가능하며, 또한 전기자동차의 에너지 효율화와 더불어 주행시간 연장 및 주행능력 향상 등이 가능해지므로 양산화/보급화 확대에 기여할 것으로 예상된다. 또한, 인휠모터/감속기의 열손실 예측 및 해석결과 검증 프로세스의 확립은 구동모듈/시스템의 열설계 시 매우 중요한 지표가 될 것으로 판단된다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 14
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 14
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 14
• 3) 목표 달성 수준 ... 14
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 15
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 15
• 6. 자체점검표 ... 16
• 7. 참고문헌 ... 16
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 18
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 20
• 끝페이지 ... 35